特開 2023-145582 仮想現実のための多要素認証

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023145582

(43)【公開日】2023-10-11

(54)【発明の名称】仮想現実のための多要素認証

(51)【国際特許分類】

   G06F 21/31 20130101AFI20231003BHJP

   G06F 3/01 20060101ALI20231003BHJP

【ＦＩ】

G06F21/31

G06F3/01 570

G06F3/01 510

【審査請求】有

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2023119789

(22)【出願日】2023-07-24

(62)【分割の表示】P 2021543368の分割

【原出願日】2020-01-29

(31)【優先権主張番号】16/265,521

(32)【優先日】2019-02-01

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】000002185

【氏名又は名称】ソニーグループ株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】596102126

【氏名又は名称】ソニー ピクチャーズ エンターテインメント インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100092093

【弁理士】

【氏名又は名称】辻居 幸一

(74)【代理人】

【識別番号】100109070

【弁理士】

【氏名又は名称】須田 洋之

(74)【代理人】

【識別番号】100067013

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 文昭

(74)【代理人】

【識別番号】100109335

【弁理士】

【氏名又は名称】上杉 浩

(74)【代理人】

【識別番号】100158551

【弁理士】

【氏名又は名称】山崎 貴明

(72)【発明者】

【氏名】ディール エリック

(72)【発明者】

【氏名】バーバー スコット

(57)【要約】      （修正有）

【課題】ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）を使用する仮想現実（ＶＲ）システムに適した多要素認証方法、システム及び装置を提供する。
【解決手段】複数の認証要素を使用して仮想現実（ＶＲ）システムのための認証を行うプロセス５００であって、ＶＲシステムのディスプレイ上に表示された仮想キーボード上の数字、文字又は画像を含む一連のデータをユーザが選択することによって仮想キーボードに入力された、複数の認証要素のうちの第１の要素のためのパスワードを収集するステップと、ＶＲシステムの動きから、複数の認証要素のうちの第２の要素のための生体フィンガープリントを収集するステップと、を含む。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の認証要素を使用して仮想現実（ＶＲ）システムのための認証を行う方法であって、
前記ＶＲシステムのディスプレイ上に表示された仮想キーボード上の数字、文字又は画像を含む一連のデータをユーザが選択することによって前記仮想キーボードに入力された、前記複数の認証要素のうちの第１の要素のためのパスワードを収集するステップと、
前記ＶＲシステムの動きから、前記複数の認証要素のうちの第２の要素のための生体フィンガープリントを収集するステップと、
を含むことを特徴とする方法。

【請求項2】

前記ＶＲシステムは、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）である、
請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記仮想キーボードを半球内の固定位置において前記半球上に表示するステップをさらに含む、
請求項１に記載の方法。

【請求項4】

前記仮想キーボードは、前記半球上の少なくとも１０個のキーのランダムな表示として配置される、
請求項３に記載の方法。

【請求項5】

前記パスワードは、前記仮想キーボード上のボタンの方向を注視して前記ボタンを選択することによって入力される、
請求項１に記載の方法。

【請求項6】

前記選択されたボタンは、所定の承認用頭部ジェスチャを行うことによって確認される、
請求項５に記載の方法。

【請求項7】

前記選択されたボタンの選択は、所定の選択解除用頭部ジェスチャを行うことによって解除される、
請求項６に記載の方法。

【請求項8】

前記生体フィンガープリントは、前記ＶＲシステムの動きから、前記所定の承認用頭部ジェスチャ及び前記所定の選択解除用頭部ジェスチャに反映されたものとして収集される、
請求項７に記載の方法。

【請求項9】

前記生体フィンガープリントを収集するステップは、
前記所定の承認用頭部ジェスチャ及び前記所定の選択解除用頭部ジェスチャの加速度を測定するステップと、
前記加速度を正規化するステップと、
を含む、請求項７に記載の方法。

【請求項10】

前記収集された生体フィンガープリントをフィンガープリントデータベース内のフィンガープリントと比較するステップと、
フィンガープリントの一致が生じた時に前記ユーザを識別するステップと、
をさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項11】

前記フィンガープリントの一致は、前記収集された生体フィンガープリントと基準フィンガープリントとの前記フィンガープリントの一致の類似度が規定限度内にあることを意味する、
請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

複数の認証要素を使用して仮想現実（ＶＲ）システムのための認証を行うシステムであって、
前記ＶＲシステムのディスプレイ上に表示された仮想キーボード上の数字又は画像を含む一連のデータをユーザが選択することによって前記仮想キーボードに入力されたパスワードを収集するように構成された第１の認証収集器要素と、
前記ＶＲシステムの動きから生体フィンガープリントを収集するように構成された第２の認証収集器要素と、
を備えることを特徴とするシステム。

【請求項13】

前記ＶＲシステムは、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）である、
請求項１２に記載のシステム。

【請求項14】

前記仮想キーボードを半球内の固定位置において前記半球上に表示するように構成されたプロジェクタをさらに備える、
請求項１２に記載のシステム。

【請求項15】

前記仮想キーボードは、前記半球上の少なくとも１０個のキーのランダムな表示として配置される、
請求項１４に記載のシステム。

【請求項16】

前記第２の認証収集器要素は、前記ＶＲシステムの動きから、所定の頭部ジェスチャに反映されたものとして前記生体フィンガープリントを収集するように構成される、
請求項１２に記載のシステム。

【請求項17】

前記第２の認証収集器要素は、前記所定の頭部ジェスチャの加速度を測定することによって前記生体フィンガープリントを収集する、
請求項１６に記載のシステム。

【請求項18】

前記収集された生体フィンガープリントをフィンガープリントデータベース内のフィンガープリントと比較するように構成された比較器と、
フィンガープリントの一致が生じた時に前記ユーザを識別するように構成された識別器と、
をさらに備える、請求項１２に記載のシステム。

【請求項19】

複数の認証要素を使用して仮想現実（ＶＲ）システムのための認証を行う装置であって、
前記ＶＲシステムのディスプレイ上に表示された仮想キーボード上の数字又は画像を含む一連のデータをユーザが選択することによって前記仮想キーボードに入力された、前記複数の認証要素のうちの第１の要素のためのパスワードを収集する第１の収集手段と、
前記ＶＲシステムの動きから、前記複数の認証要素のうちの第２の要素のための生体フィンガープリントを収集する第２の収集手段と、
を備えることを特徴とするシステム。

【請求項20】

前記第２の収集手段は、前記ＶＲシステムの動きから、所定の頭部ジェスチャに反映されたものとして前記生体フィンガープリントを収集する、
請求項１９に記載の装置。

【請求項21】

前記第２の収集手段は、前記所定の頭部ジェスチャの加速度を測定することによって前記生体フィンガープリントを収集する、
請求項２０に記載の装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、仮想現実（ＶＲ）システムに関し、具体的には、ＶＲシステムのための多要素認証に関する。

【背景技術】

【0002】

仮想現実（ＶＲ）が普及しているため、将来的にはいくつかのＶＲアプリケーションが機密又は秘密情報にアクセスできる可能性がある。従って、将来的には、さらにロバストな認証が必要になる可能性がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

現在では、ほとんどのＶＲシステムが、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）内に表示される仮想キーボードを使用してデジタル情報を入力する。これらのシステムでは、ユーザが、データグローブを用いたハンドジェスチャ認識、又は表示キーを示すワンドのいずれかを使用してキーボードを作動させる。しかしながら、これらのタイプのユーザインターフェイスは複雑で扱いにくい。

【課題を解決するための手段】

【0004】

本開示は、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）を使用するＶＲシステムに適した多要素認証を提供する。

【0005】

１つの実装では、複数の認証要素を使用してＶＲシステムのための認証を行う方法を開示する。この方法は、ＶＲシステムのディスプレイ上に表示された仮想キーボード上の数字、文字又は画像を含む一連のデータをユーザが選択することによって仮想キーボードに入力された、複数の認証要素のうちの第１の要素のためのパスワードを収集するステップと、ＶＲシステムの動きから、複数の認証要素のうちの第２の要素のための生体フィンガープリントを収集するステップとを含む。

【0006】

１つの実装では、ＶＲシステムがヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）である。１つの実装では、方法が、仮想キーボードを半球内の固定位置において半球上に表示するステップをさらに含む。１つの実装では、仮想キーボードが、半球上の少なくとも１０個のキーのランダムな表示として配置される。１つの実装では、パスワードが、仮想キーボード上のボタンの方向を注視してボタンを選択することによって入力される。１つの実装では、選択されたボタンが、所定の承認用頭部ジェスチャを行うことによって確認される。１つの実装では、選択されたボタンの選択が、所定の選択解除用頭部ジェスチャを行うことによって解除される。１つの実装では、生体フィンガープリントが、ＶＲシステムの動きから、所定の承認用頭部ジェスチャ及び所定の選択解除用頭部ジェスチャに反映されたものとして収集される。１つの実装では、生体フィンガープリントを収集するステップが、所定の承認用頭部ジェスチャ及び所定の選択解除用頭部ジェスチャの加速度を測定するステップと、加速度を正規化するステップとを含む。１つの実装では、方法が、収集された生体フィンガープリントをフィンガープリントデータベース内のフィンガープリントと比較するステップと、フィンガープリントの一致が生じた時にユーザを識別するステップとをさらに含む。１つの実装では、フィンガープリントの一致が、収集された生体フィンガープリントと基準フィンガープリントとのフィンガープリントの一致の類似度が規定限度内にあることを意味する。

【0007】

別の実装では、複数の認証要素を使用してＶＲシステムのための認証を行うシステムを開示する。このシステムは、ＶＲシステムのディスプレイ上に表示された仮想キーボード上の数字又は画像を含む一連のデータをユーザが選択することによって仮想キーボードに入力されたパスワードを収集するように構成された第１の認証収集器要素と、ＶＲシステムの動きから生体フィンガープリントを収集するように構成された第２の認証収集器要素とを含む。

【0008】

１つの実装では、ＶＲシステムがヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）である。１つの実装では、システムが、仮想キーボードを半球内の固定位置において半球上に表示するように構成されたプロジェクタをさらに含む。１つの実装では、仮想キーボードが、半球上の少なくとも１０個のキーのランダムな表示として配置される。１つの実装では、第２の認証収集器要素が、ＶＲシステムの動きから、所定の頭部ジェスチャに反映されたものとして生体フィンガープリントを収集するように構成される。１つの実装では、第２の認証収集器要素が、所定の頭部ジェスチャの加速度を測定することによって生体フィンガープリントを収集する。１つの実装では、システムが、収集された生体フィンガープリントをフィンガープリントデータベース内のフィンガープリントと比較するように構成された比較器と、フィンガープリントの一致が生じた時にユーザを識別するように構成された識別器とをさらに含む。

【0009】

さらに別の実装では、複数の認証要素を使用してＶＲシステムのための認証を行う装置を開示する。この装置は、ＶＲシステムのディスプレイ上に表示された仮想キーボード上の数字又は画像を含む一連のデータをユーザが選択することによって仮想キーボードに入力された、複数の認証要素のうちの第１の要素のためのパスワードを収集する第１の収集手段と、ＶＲシステムの動きから、複数の認証要素のうちの第２の要素のための生体フィンガープリントを収集する第２の収集手段とを含む。

【0010】

１つの実装では、第２の収集手段が、ＶＲシステムの動きから、所定の頭部ジェスチャに反映されたものとして生体フィンガープリントを収集する。１つの実装では、第２の収集手段が、所定の頭部ジェスチャの加速度を測定することによって生体フィンガープリントを収集する。

【0011】

本開示の態様を一例として示す本明細書からは、他の特徴及び利点も明らかになるはずである。

【0012】

同じ部分を同じ参照数字によって示す添付図面を検討することにより、本開示の詳細をその構造及び動作の両方に関して部分的に収集することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本開示の１つの実装による、球上に表示された仮想キーパッドのレイアウトである。

【図2】本開示の１つの実装による、球上に表示されているが極座標の形で投影された仮想キーパッドのレイアウトである。

【図3】本開示の１つの実装による、フェーズを検出するプロセスを示すフロー図である。

【図4】本開示の１つの実装による、承認用頭部ジェスチャを検出するプロセスを示すフロー図である。

【図5】本開示の１つの実装による、複数の認証要素を使用してＶＲシステムのための認証を行うプロセスを示すフロー図である。

【図6】本開示の１つの実装による、複数の認証要素を使用してＶＲシステムのための認証を行うためのシステムを示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

上述したように、現在の仮想現実（ＶＲ）システムは、複雑で扱いにくいユーザインターフェイスを使用していることがある。

【0015】

本開示のいくつかの実装は、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）を使用するＶＲシステムに適した多要素認証を提供する。例えば、この多要素認証は、（１）例えばパスワードなどのユーザが知っている何か、（２）例えば携帯電話機又は物理的トークンなどのユーザが所有している何か、及び（３）例えばユーザの指紋、声、特徴的な動きなどのユーザである何か、のうち少なくとも２つを使用する。１つの実装では、指紋がバイオメトリック署名を含むことができる。これらの説明を読んだ後には、様々な実装及び応用における本開示の実施方法が明らかになるであろう。本明細書では本開示の様々な実装について説明するが、これらの実装は一例として示すものにすぎず、限定ではないと理解されたい。従って、この様々な実装の詳細な説明は、本開示の範囲又は外延を限定するものとして解釈すべきではない。

【0016】

１つの実装では、多要素認証が、ＨＭＤを装着している間にパスワードを入力して生体フィンガープリントを収集することを含む。例えば、ユーザは、キーの配列を注視し、ＨＭＤ内に表示された仮想キーボード上の数字、文字、記号及び／又は画像などの一連のデータを選択することによってパスワードを入力する。生体フィンガープリントは、（ユーザの頭部の動きを表す）ＨＭＤの動きなどのシステムの動き、或いは（カメラによって取り込まれる）手又は体の動きなどのユーザの動きをモニタすることによって収集することができる。

【0017】

第１の要素認証（すなわち、パスワードの入力）の特定の実装では、ユーザがＨＭＤを装着した後に以下のステップを行うことができる。最初に、ＶＲシステムのアプリケーションが、ＨＭＤ内に仮想キーボードを表示する。例えば、ＨＭＤ内に、個人識別番号（ＰＩＮ）を入力するための数字キーパッドを表示することができる。

【0018】

図１は、本開示の１つの実装による、球上に表示された仮想キーボード又はキーパッドのレイアウト１００である。この実装では、球内の固定位置に（規則正しく並んだキーボード又は数字のランダム表示として構成できる）仮想キーパッドが存在し、その上にＨＭＤがキーパッドを表示してこれをユーザが見る。１つの実装では、６桁のＰＩＮをパスワードとして使用することができる。従って、アプリケーションは、ユーザの正面の半球内に１０個のボタンのキーパッドを表示する。１０個のボタンの順序はランダム化される。

【0019】

１つの実装では、ユーザが、キーパッド上のキーを選択してパスワードを入力するために、頭部をボタン（或いはキー又はその他の表示された仮想アイテム）の方向に動かす。この結果、ユーザによって注視されたボタンが選択ボタンとして強調表示される。ユーザは、首を縦に振ることなどの所定の承認用頭部ジェスチャを行うことによって選択ボタンを確認する。選択ボタンの強調表示は、首を横に振ることなどの所定の選択解除用頭部ジェスチャによって解除することができる。従って、ユーザは、選択すべきキーの注視と、頭部ジェスチャを使用した確認／選択解除とを連続して行うことによってパスワードを入力する。

【0020】

１つの実装では、セキュリティ上の理由で、仮想キーパッドのレイアウトが少なくとも新規パスワード入力毎にランダム化される。従って、このレイアウトのランダム化は、（頭部の動きを注視することによって）無許可の人物にパスワードが洩れるのを防ぐ。いくつかの実装では、情報（すなわち、パスワード）の漏洩を防ぐために、各キー選択後にもレイアウトをランダム化することができる。別の実装では、パスワードが英数字ではなく、横長に配置すべき一連のピクトグラムである。

【0021】

第２の要素認証（すなわち、生体認証）の特定の実装では、ＶＲシステムのアプリケーションが、生体認証情報を測定して生体フィンガープリントを生成する。歩行又は手書き署名に関して言えば、既知のジェスチャのためのユーザの頭部の動きはそのユーザに特有のものである。例えば、承認用頭部ジェスチャ及び選択解除用頭部ジェスチャは、この目的にかなうことができる。１つの実装では、承認用ジェスチャ及び選択解除用ジェスチャの両方について、生体認証情報が、頭部の２軸上に投影される加速度として測定される。これらのジェスチャのパラメータ（例えば、加速度）は、正規化されると一意の生体フィンガープリントを形成する。

【0022】

生体認証システムでは、初期登録フェーズがジェスチャ又は動きの複数の事例を記録する。初期登録フェーズでは、ユーザが承認用頭部ジェスチャ及び選択解除用頭部ジェスチャを繰り返し実行する。従って、登録フェーズはこれらの入力を正規化し、これを平均化して基準フィンガープリントを生成する。アプリケーションは、キーの選択中に連続して取り込まれた生体フィンガープリントを記録する。

【0023】

１つの実装では、ＶＲシステムのアプリケーションが、フィンガープリントデータベースにアクセスすることができる。フィンガープリントデータベースは、（ユーザを一義的に識別する）ユーザＩＤとユーザの基準フィンガープリントとを含むレコードを登録ユーザ毎に保持する。１つの実装では、基準フィンガープリントが一連のデータＡＲ_j＝｛δｘ_j、δｙ_j｝であり、ここでのδｘは方位角加速度を表し、δｙは仰角加速度を表す。この一連のデータは、ユーザが複数の承認用頭部ジェスチャを実行し、登録が正規化及び統計計算を実行してそのユーザの「平均」フィンガープリントを抽出するという典型的な生体認証登録フェーズの後に定められる。

【0024】

アプリケーションは、ユーザを認証するために、（１）仮想キーパッドを介して入力されたパスワードがユーザのパスワードと一致すること、及び（２）測定された生体フィンガープリントのうちの少なくとも１つがユーザの基準フィンガープリントと一致する（すなわち、ユーザが確認される）こと、という２つの条件を検証することができる。１つの実装では、フィンガープリントの一致が、測定された生体フィンガープリントと基準フィンガープリントとの類似度が規定限度内にあることを意味する。

【0025】

図２は、本開示の１つの実装による、球上に表示されているが極座標の形で投影された仮想キーパッドのレイアウト２００である。横軸（すなわち、ｘ軸）は方位角を表し、縦軸（すなわち、ｙ軸）は仰角を表す。原点は、認証プロセス開始時のＨＭＤの方向である。

【0026】

１つの実装では、表示される各ボタン又はキー（すなわち、Ｋ_i）がＫ_i＝｛ｘ_i、ｙ_i、Ｖ_i｝というトリプレットで表され、ここでのｘ_iは、表示されるキーの中心の方位角を度で表し、ｘ_i∈］－９０，９０［であり、ｙ_iは、表示されるキーの中心の仰角を度で表し、ｙ_i∈］－９０，９０［であり、Ｖ_iはキーの値を表し、Ｖｉ∈｛０．．９｝である。従って、図２に示す実装では、Ｋ₁＝｛０，３０，０｝であり、Ｋ₄＝｛－６０，０，６｝である。

【0027】

１つの実装では、ＨＭＤが、ユーザの頭部の方向（すなわち、注視）を極座標｛ｘ_user、ｙ_user｝の形態で定期的にアプリケーションに報告する。従って、最初に、アプリケーションは、以下の方程式［１］における両条件が真である場合にユーザがＫ_iを見ていると判定し、

［１］
ここでのＲは固定値を表す。１つの実装では、値Ｒが、キーを取り囲む円の半径である。

【0028】

１つの実装では、キーを選択するプロセスが以下のように説明される。

【0029】

最初に、アプリケーションは、ユーザがキーを注視又は凝視している（すなわち、数式［１］が１つのｉの値について満たされている）と判定すると、注視されているキーを図形的に強調表示する。ユーザがキーから目を離す（すなわち、数式［１］が対応するｉの値についてもはや満たされなくなる）と、アプリケーションは強調表示を解除する。

【0030】

次に、所与の期間（例えば、１００ｍＳ）にわたってキーが強調表示された場合、アプリケーションは、３つのサブモードを有する頭部ジェスチャ検出モードに入る。第１のサブモードでは、承認用頭部ジェスチャが検出された場合、アプリケーションが値Ｖ_iを使用してキー選択を記録する。ユーザには、可視情報及び可聴信号によってキー選択を知らせることができる。アプリケーションは、測定された生体フィンガープリントも記録する。第２のサブモードでは、選択解除用頭部ジェスチャが検出された場合、アプリケーションが選択キーの強調表示を解除する。第３のサブモードでは、既知のジェスチャが検出されない場合、アプリケーションが現在の強調表示を解除する。

【0031】

１つの実装では、パスワード取得プロセスが、ユーザが所定数のキーを選択するのを（例えば、６つのキーが選択されるまで）待つ。所定数のキーが選択されると、アプリケーションは認証検証フェーズに入る。

【0032】

別の実装では、ＨＭＤが、ＨＭＤの位置でなくバイザー内の視線又は眼球運動の方向を登録する視線又は眼球運動追跡システムを含むように構成される。この実装では、座標｛ｘ_user、ｙ_user｝が、ＨＭＤの位置と視線方向との組み合わせである。従って、この実装は、頭部の動きを抑えた状態でのキー選択を可能にする。この実装は、比較的大型の（例えば、１０個のキーを有する数字キーパッドよりも大型の）キーボードにとって特に有用となり得る。この実装では、測定された生体フィンガープリントを導出するためにＨＭＤの加速度のみが使用される（すなわち、測定された生体フィンガープリントを導出するために眼球追跡情報は使用されない）。

【0033】

１つの実装では、頭部ジェスチャを検出する上で、ユーザの頭部が縦に振られることが承認用頭部ジェスチャとみなされ、横に振られることが選択解除用頭部ジェスチャとみなされる。

【0034】

１つの実装では、アプリケーションが、頭部ジェスチャを検出するために、頭部の加速度を所定の秒数中のｎミリ秒毎に極座標系で記録する。従って、アプリケーションは一連のサンプルＡ_j＝｛δｘ_j、δｙ_j｝を有し、ここでのδｘ_jは、間隔ｊにおける方位角加速度を表し、δｙ_jは、同じ間隔ｊにおける仰角加速度を表す。

【0035】

１つの実装では、承認用頭部ジェスチャ及び選択解除用頭部ジェスチャを検出するプロセスを４つのフェーズに分割することができる。例えば、フェーズ１は、ＨＭＤが「静止」した（知覚可能なほどユーザが動いていない）一時停止を表す。フェーズ２は、第１の方向（例えば、承認用頭部ジェスチャでは上又は下、及び選択解除用頭部ジェスチャでは右又は左）の動きを表す。フェーズ３は、第１の方向とは逆の第２の方向の動きを表す（すなわち、第１の方向が上である場合には下が第２の方向であり、第１の方向が右である場合には左が第２の方向であり、これらの逆もまた同様である）。フェーズ４は、ＨＭＤが「静止」した一時停止を表す。

【0036】

１つの実装では、上述したフェーズが、（以下に列挙する）パラメータセットによって特徴付けられる。
ε_still＝一時停止の加速度閾値。
ε_move＝首振りの加速度閾値。
Δ_still＝一時停止（すなわち、フェーズ１及び４）の最小継続時間。
このパラメータ（Δ_still）の単位は、測定期間数である。従って、一時停止の実際の最小継続時間はΔ_still×ｎミリ秒である。
Δ_mov1＝第１の動き（すなわち、フェーズ２）の最小継続時間。
Δ_mov2＝第２の動き（すなわち、フェーズ３）の最小継続時間。
Δ_max＝各フェーズの最大継続時間（すなわち、フェーズがΔ_max×ｎミリ秒以内に完了しない場合、そのフェーズは失敗である）。

【0037】

サンプルＡ_jは、静止、上、下、右、左又は不良、というカテゴリのうちの１つに属する。以下の方程式の組は、このカテゴリ化を定める。

［２］

【0038】

上述したようにパラメータが定められると、以下のプロセスによってフェーズの完了の成功又はフェーズの完了の失敗が定められる。

【0039】

図３は、本開示の１つの実装による、フェーズを検出するプロセス３００を示すフロー図である。１つの実装では、プロセス３００が、ブロック３０２において、予想されるカテゴリのΔ_movの連続サンプルが存在するかどうかを検証する。フェーズ１及びフェーズ４では、カテゴリが静止であり、Δ_mov＝Δ_stillである。フェーズ２では、承認用頭部ジェスチャについてはカテゴリが下であり、選択解除用頭部ジェスチャについては右であり、Δ_mov＝Δ_mov1である。フェーズ３では、承認用頭部ジェスチャについてはカテゴリが上であり、選択解除用頭部ジェスチャについては左であり、Δ_mov＝Δ_mov2である。十分な連続サンプルが存在しない場合、ブロック３１６において検出は失敗する。

【0040】

十分なサンプルが存在する場合、プロセスは、ブロック３２４においてサンプルが予想外のカテゴリを有するまで、或いはブロック３３０において分析済みサンプルの総数が閾値Δｍａｘに到達するまで待機する。第１の（すなわち、ユーザが上から下へなどの別の「動き」を開始する予想外のカテゴリが存在する）事例では、ブロック３２６において検出に成功する。第２の（すなわち、ユーザが長い一時停止のように長時間同じカテゴリに留まる）事例では、ブロック３３２において検出には成功するが長すぎる。

【0041】

特定の実装では、最初にブロック３１０において、カウンタ１及びカウンタ２がいずれも０に設定される。ブロック３１２においてサンプルが取得され、ブロック３１４において、サンプルが正しいカテゴリであるかどうかが判定される。サンプルが正しいカテゴリでない場合、ブロック３１６において検出は失敗する。一方で、サンプルが正しいカテゴリである場合、ブロック３１８においてカウンタ１及びカウンタ２がいずれも増加する。ブロック３２０において、カウンタ１がΔ_mov未満であるかどうかが判定される。カウンタ１がΔ_mov未満である場合、ブロック３１２においてさらなるサンプルが取得される。そうでなければ、ブロック３２２においてサンプルが取得され、ブロック３２４において、取得されたサンプルが予想外のカテゴリであるかどうか、又は分析されたサンプルの総数がΔ_maxに到達したかどうかが判定される。ブロック３２４において、取得されたサンプルが予想外のカテゴリであると判定された場合、ブロック３２６において検出の成功が示される。一方で、ブロック３２４において、取得されたサンプルが正しいカテゴリであると判定された場合、ブロック３２８においてカウンタ２が増加する。次に、ブロック３３０において、分析されたサンプルの総数が閾値に到達した（すなわち、カウンタ２＜Δ_maxである）かどうかが判定される。サンプルの総数が閾値に到達した場合、ブロック３３２において、検出には成功したが長すぎることが示される。そうでなければ、ブロック３２２において別のサンプルが取得される。

【0042】

図４は、本開示の１つの実装による、承認用頭部ジェスチャを検出するプロセス４００を示すフロー図である。プロセス４００は、一連のフェーズ検出ステップを説明するものである。

【0043】

図４に示す実装では、プロセス４００が、ブロック４１０において、動きの継続時間（Δ_mov）が一時停止の最小継続時間（Δ_still）以上の長さのはずであると判定することによってフェーズ１を検出しようと試み、この場合、予想されるカテゴリは「静止」（フェーズ１）である。次に、ブロック４１２においてフェーズ１検出が実行される。ブロック４２０においてフェーズ検出に失敗した場合、ブロック４２２において、フェーズ検出の失敗、すなわちユーザの頭部が動いたことが示される。ブロック４２４において、フェーズ検出には成功したが一時停止の継続時間が長すぎたと判定された場合、ブロック４２４において正しいフェーズ１が決定されるまで、ブロック４１２において検出が継続する。

【0044】

図４に示す実装では、フェーズ１が検出されると、プロセス４００は、ブロック４３０において、動きの継続時間（Δ_mov）が第１の動きの最小継続時間（Δ_mov1）以上の長さのはずであると判定することによってフェーズ２（すなわち、ユーザの頭部が下向きに動いたこと）を検出しようと試み、この場合、予想されるカテゴリは「下」（フェーズ２）である。次に、ブロック４３２においてフェーズ２検出が実行される。ブロック４３４においてフェーズ検出に失敗した場合、ブロック４３６において、検出全体の失敗が示されてキーが選択解除される。ブロック４３８において、フェーズ検出には成功したが第１の動きの継続時間（Δ_mov1）が長すぎたと判定された場合、ブロック４５６において検出全体の失敗が示されてキーの選択が解除される。

【0045】

図４に示す実装では、フェーズ２が検出されると、プロセス４００は、ブロック４４０において、動きの継続時間（Δ_mov）が第２の動きの最小継続時間（Δ_mov2）以上の長さのはずであると判定することによってフェーズ３（すなわち、ユーザの頭部が上向きに動いたこと）を検出しようと試み、この場合、予想されるカテゴリは「上」（フェーズ３）である。次に、ブロック４４２においてフェーズ３検出が実行される。ブロック４４４において、フェーズ検出に失敗した場合、ブロック４４６において、検出全体の失敗が示されてキーが選択解除される。ブロック４４８において、フェーズ検出には成功したが第２の動きの継続時間（Δ_mov2）が長すぎたと判定された場合、ブロック４５６において検出全体の失敗が示されてキーの選択が解除される。

【0046】

図４に示す実装では、フェーズ３が検出されると、プロセス４００は、ブロック４５０において、動きの継続時間（Δ_mov）が一時停止の最小継続時間（Δ_still）以上の長さのはずであると判定することによってフェーズ４（すなわち、ユーザが静止した状態）を検出しようと試み、この場合、予想されるカテゴリは「静止」（フェーズ４）である。次に、ブロック４５２においてフェーズ４検出が実行される。ブロック４５４において、フェーズ検出に失敗した場合、ブロック４５６において、検出全体の失敗が示されてキーが選択解除される。ブロック４５４において、フェーズ検出がその長さにかかわらず成功したと判定された場合、ブロック４５８において検出全体の成功が示される。

【0047】

図４に示す実装は、選択解除用頭部ジェスチャを検出する第２のプロセスに拡張することができる。従って、第２のプロセスでは、フェーズ２及び３が、プロセス４００の首を縦に振るためのパラメータの代わりに、首を横に振るためのパラメータを使用する。

【0048】

図４に示す実装の別の実装では、首を縦に振る方向が、フェーズ２では上であり、フェーズ３では逆（すなわち、下）であるように選択される。

【0049】

図５は、本開示の１つの実装による、複数の認証要素を使用してＶＲシステムのための認証を行うプロセス５００を示すフロー図である。１つの実装では、プロセス５００が、ブロック５１０において、ＶＲシステムのディスプレイ上に表示された仮想キーボード上の数字及び／又は画像を含む一連のデータをユーザが選択することによって仮想キーボードに入力された、複数の認証要素のうちの第１の要素のためのパスワードを収集する。次に、ブロック５２０において、ＶＲシステムの動きから、複数の認証要素のうちの第２の要素のための生体フィンガープリントが収集される。

【0050】

図６は、本開示の１つの実装による、複数の認証要素を使用してＶＲシステムのための認証を行うためのシステム６００を示すブロック図である。１つの実装では、システム６００が、第１の認証収集器要素６１０及び第２の認証収集器要素６２０を含む。１つの実装では、認証収集器６１０の第１の要素が、ＶＲシステムのディスプレイ上に表示された仮想キーボード上の数字及び／又は画像を含む一連のデータをユーザが選択することによって仮想キーボードに入力されたパスワードを収集するように構成される。１つの実装では、第２の認証収集器要素６２０が、ＶＲシステムの動きから生体フィンガープリントを収集するように構成される。

【0051】

本明細書に開示した実装の説明は、本発明をあらゆる当業者が実施又は利用できるように行ったものである。当業者には、これらの実装の数多くの修正が容易に明らかになると思われ、また本明細書で定める原理は、本発明の趣旨又は範囲から逸脱することなく他の実装にも適用することができる。従って、本開示は、本明細書に示す実装に限定されることを意図するものではなく、本明細書に開示する原理及び新規の特徴と一致する最も広い範囲を許容すべきものである。

【0052】

本開示の様々な実装は、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、又はこれらの技術の組み合わせで実現される。いくつかの実装は、１又は２以上のコンピュータ装置によって実行される１又は２以上のコンピュータプログラムを含む。一般に、コンピュータ装置は、１又は２以上のプロセッサ、１又は２以上のデータストレージコンポーネント（例えば、揮発性又は不揮発性メモリモジュール、並びにハードディスクドライブ及びフロッピーディスクドライブ、ＣＤ－ＲＯＭドライブ及び磁気テープドライブなどの永続的光学及び磁気記憶装置）、１又は２以上の入力装置（例えば、ゲームコントローラ、マウス及びキーボード）、並びに１又は２以上の出力装置（例えば、ディスプレイ装置）を含む。

【0053】

コンピュータプログラムは、通常はコンピュータ可読記憶媒体に記憶されて実行時にメモリにコピーされる実行可能コードを含む。このコードは、少なくとも１つのプロセッサがメモリから所定の順序でプログラム命令を読み出すことによって実行される。プログラムコードを実行する場合、コンピュータは、入力装置及び／又は記憶装置からデータを受け取り、データに対して処理を実行し、結果として得られたデータを出力装置及び／又は記憶装置に提供する。

【0054】

当業者であれば、本明細書で説明した様々な例示的なモジュール及び方法ステップは、電子ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はこれらの組み合わせとして実装することができると理解するであろう。このハードウェアとソフトウェアとの互換性を明確に説明するために、本明細書では様々な例示的なモジュール及び方法ステップを一般にこれらの機能の面で説明した。このような機能がハードウェアとして実装されるか、それともソフトウェアとして実装されるかは、システム全体に課せられる特定の用途及び設計制約に依存する。当業者であれば、説明した機能を特定の用途毎に様々な方法で実装することができるが、このような実装決定は、本発明の範囲からの逸脱を生じるものとして解釈すべきではない。また、モジュール又はステップ内の機能をグループ化しているのは、説明を容易にするためである。本開示から逸脱することなく、特定の機能を１つのモジュール又はステップから別のモジュール又はステップに移行させることもできる。

【0055】

本開示の特定の実装では、必ずしも上述した各実施例の全ての特徴が必要なわけではない。さらに、本明細書に示す説明及び図面は、本発明によって幅広く検討される主題を表すものであると理解されたい。さらに、本開示の範囲は、当業者に明らかになると考えられる他の実装を完全に含み、従って添付の特許請求の範囲以外のものによって限定されるものではないと理解されたい。

【符号の説明】

【0056】

３００ プロセス
３０２ ブロック
３１０ カウンタ１＝０に設定、カウンタ２＝０に設定
３１２ サンプルを取得
３１４ 正しいカテゴリ？
３１６ 検出なし
３１８ カウンタ１及びカウンタ２を増加
３２０ カウンタ１＜Δｍｏｖ？
３２２ サンプルを取得
３２４ 正しいカテゴリ？
３２６ 検出ＯＫ
３２８ カウンタ２を増加
３３０ カウンタ２＜Δｍａｘ？
３３２ 検出ＯＫで長い

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【手続補正書】

【提出日】2023-07-28

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の認証要素を使用して仮想現実（ＶＲ）システムのための認証を行う方法であって、
前記ＶＲシステムのディスプレイ上の極座標系にランダムに投影された仮想キーボード上の数字、文字又は画像を含む一連のデータをユーザが注視して選択することによって前記仮想キーボードに入力されるパスワードであって、これにより、前記ディスプレイ上に投影された前記一連のデータの各データが方位角及び仰角によって表される、パスワード、前記複数の認証要素のうちの第１の要素のためのパスワードを収集するステップと、
前記ＶＲシステムの動きから、前記複数の認証要素のうちの第２の要素のための生体フィンガープリントを収集するステップであって、前記生体フィンガープリントが前記ＶＲシステムを用いて、頭部の動き及び目の注視の少なくとも一つを含む前記ユーザの頭部ジェスチャを検出することから集められ、前記生体フィンガープリントが前記極座標系の２軸上に投影された加速度として測定される、前記生体フィンガープリントを収集するステップと、
所定の承認用頭部ジェスチャの第１の測定加速度を測定するステップと、
所定の選択解除用頭部ジェスチャの第２の測定加速度を測定するステップと、
前記第１の測定加速度及び前記第２の測定加速度を正規化し、前記投影された加速度を生成するステップと、
を含むことを特徴とする方法。

【請求項2】

前記ＶＲシステムは、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）である、
請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記仮想キーボードを半球内の固定位置において前記半球上に表示するステップをさらに含む、
請求項１に記載の方法。

【請求項4】

前記仮想キーボードは、前記半球上の少なくとも１０個のキーのランダムな表示として配置される、
請求項３に記載の方法。

【請求項5】

前記パスワードは、前記仮想キーボード上のボタンの方向を注視して前記ボタンを選択することによって入力される、
請求項１に記載の方法。

【請求項6】

前記選択されたボタンは、前記所定の承認用頭部ジェスチャを行うことによって確認される、
請求項５に記載の方法。

【請求項7】

前記選択されたボタンの選択は、前記所定の選択解除用頭部ジェスチャを行うことによって解除される、
請求項６に記載の方法。

【請求項8】

前記生体フィンガープリントは、前記ＶＲシステムの動きから、前記所定の承認用頭部ジェスチャ及び前記所定の選択解除用頭部ジェスチャに反映されたものとして収集される、
請求項７に記載の方法。

【請求項9】

前記生体フィンガープリントを収集するステップは、
前記所定の承認用頭部ジェスチャ及び前記所定の選択解除用頭部ジェスチャの加速度を測定するステップと、
前記加速度を正規化するステップと、
を含む、請求項７に記載の方法。

【請求項10】

前記収集された生体フィンガープリントをフィンガープリントデータベース内のフィンガープリントと比較するステップと、
フィンガープリントの一致が生じた時に前記ユーザを識別するステップと、
をさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項11】

前記フィンガープリントの一致は、前記収集された生体フィンガープリントと基準フィンガープリントとの前記フィンガープリントの一致の類似度が規定限度内にあることを意味する、
請求項１０に記載の方法。

【外国語明細書】